Categories
Hiilineutraaleja ratkaisuja Pulssi

Energiayh­teisöä pilotoidaan rivita­lo­yh­tiössä Tohmajärvellä

Karelian hallin­noiman Kommu­ni­koiva energia -hankkeen yhtenä keskeisenä tavoit­teena on pilotoida energiayh­tei­söihin liittyviä digitaa­lisia palve­lu­rat­kaisuja oikeassa toimin­taym­pä­ris­tössä. Vuoden 2021 joulu­kuussa etsittiin sopivia pilot­ti­koh­teita yhteis­työssä Pohjois-Karjalan Sähkön­siirto Oy:n ja Pohjois-Karjalan Sähkön­myynti Oy:n edustajien kanssa. Pohjois-Karjalan Sähkön verkkoa­lu­eelta löytyi sopiva kohde Tohma­jär­veltä, ja hanke lähti selvit­tämään kohteen mahdol­li­suutta osallistua pilotointiin.  Kohde on rivita­lo­yhtiö, jonka omistaa Tohma­järven kunta ja jota isännöi OP-Isännöinti Oy. Neuvot­telut Tohma­järven kunnan sekä OP-Isännöinnin edustajien kanssa olivat erinomaiset ja he lähtivät mielellään pilotoinnin toteu­tukseen mukaan. 

Pilotoinnin kohteena olevassa taloyh­tiössä on kaksi­toista asuntoa. Energiaa taloyh­tiössä tuotetaan 12 kW:n aurin­ko­säh­kö­jär­jes­telmän ja maalämmön avulla.  Pohjois-Karjalan Sähkön­siirto Oy:n toimesta pilotoi­tavaan taloyh­tiö­koh­teeseen vaihdettiin uuden sukupolven Kamstrup OMNIA -sähkö­mit­tarit, joiden toimi­vuutta tullaan myös pilotin aikana testaamaan ja todentamaan. 

Digitaa­linen sovellus energiayh­teisön tiedon­ke­ruuseen ja hallin­nointiin 

Kommu­ni­koiva energia -hankkeessa on toiminnan alusta lähtien aloitettu kehit­tämään energiayh­tei­söille sovel­tuvaa digitaa­lista alustaa. Tarkoi­tuksena on kehittää erilaisten energiayh­tei­söjen käyttöön kustan­nus­te­hokas, yksin­ker­tainen ja yhtei­söl­linen reaaliai­kainen energia­tiedon jako- ja hallin­ta­palvelu. Energiayh­tei­sö­so­vel­luksen tarkoi­tuksena on kerätä kiinteis­töjen energian­tuo­tanto ja -kulutus­tietoja energia­mit­ta­reiden olemassa olevien väylä­rat­kai­suiden ja rajapin­tojen avulla. Kerätyt tiedot lähetetään Microsoft Azure -pilvi­pal­veluun jatko­hyö­dyn­tä­mistä varten. Sovel­luksen kehit­tä­minen ja testaa­minen on toteu­tettu yhteis­työssä Digital Twin -hankkeen sekä Karelia-amk:n UEF:in ICT-opiske­li­joiden kanssa. 

Energiayh­tei­sö­so­vel­luksen ja siihen liittyvän tiedon­ke­ruu­lait­teiston toimi­vuutta sekä sovel­tu­vuutta  kehitettiin ja testattiin ensin hankkeen projek­ti­asian­tuntija Ville Kuittisen omassa kiinteis­tössä. Kuittisen kiinteis­tössä on PKS:n asentama uuden sukupolven Kamstrupin sähkö­mittari sekä aikai­semmin Solarworks Oy:n asentama 3,7 kWp:n aurin­ko­säh­kö­jär­jes­telmä. Näiden testausten perus­teella valittiin sovel­tuvat menetelmät ja laitteistot taloyhtiöpilotointiin. 

Tohma­järven pilotoinnin aluksi taloyhtiön asukkaita tiedo­tettiin meneillään olevasta hankkeesta ja siihen liitty­västä pilotoin­nissa, jonka jälkeen asukkailta kysyttiin kiinnos­tusta sekä lupaa seurata heidän kulutustaan pilotointi- ja tutki­mus­tar­koi­tuk­sessa. Sovel­lukseen tuleva tieto on anony­mi­soitu eikä yksit­täisiä asuntoja voida yhdistää tiettyyn kulutus­tietoon. Taloyhtiön asukkaista puolet lähti pilotointiin mukaan. Seuraa­vaksi taloyhtiön kiinteistön sähkö­mit­tariin sekä pilotointiin osallis­tuvien asukkaiden sähkö­mit­ta­reihin liitettiin tiedon­ke­ruu­jär­jes­telmä, joka kerää dataa energiayh­tei­sö­so­vel­lukseen erillisten sovit­timien kautta sähkö­mit­ta­reista. Kulutus­tie­tojen lukeminen tapahtuu Raspberryn usb-väylään kytke­tyllä sovitinjohdolla. 

Mies istuu jonkinlaisessa konehuoneessa ja käyttää tietokonetta, seinällä mittareita ja johtoja,
Kuva 1. Ville Kuittinen asennus­töissä Tohma­jär­vellä. Kuva: Kim Blomqvist.

Energiayh­tei­sö­so­vel­luksen tarkoi­tuksena on muodostaa helppo­ta­juinen kokonaiskuva yhteisön energian tuotan­nosta ja kulutuk­sesta sekä kiinteistön ja yksit­täisten yhteisön jäsenten energian kulutuk­sesta. Mikäli yhteisön oma tuotanto on enemmän kuin kiinteistön oma kulutus, sovellus mahdol­listaa ylijäämän jakamisen asuntojen kesken tai sen myynnin valta­kunnan verkkoon. Auringon tuottaman sähkön jakaminen asuntojen kesken tapahtuu sovel­lukseen määri­tel­lyllä jakosuh­teella, jota voidaan muuttaa yhteisön tarpeiden mukai­sesti. Mikäli kiinteistön ja asuntojen kulutus on vähäi­sempää kuin tuotanto, lasketaan yhteisön jäsenten ylijäämät mittaus­jakson aikana yhteen ja yhteisö myy sen yhtenä kokonai­suutena. Vaihtoeh­toi­sesti voidaan asunto­koh­tainen ylijää­mä­sähkö myydä suoraan myös asunnon­hal­tijan oman sähkö­so­pi­muksen kautta. 

Mikäli yhteisön oma tuotanto on enemmän kuin kiinteistön oma kulutus, sovellus mahdol­listaa ylijäämän jakamisen asuntojen kesken tai sen myynnin valta­kunnan verkkoon.

Sovel­luksen valttina reaaliai­kaisuus ja monipuo­liset tausta­tiedot 

Kehitetyn energiayh­tei­sö­alustan vahvuus on sen reaaliai­kaisuus. Reaaliai­kainen järjes­telmä kertoo tuotannon kulutuksen sekä myös energia­sää­en­nusteen. Energia­sää­en­nuste saadaan sovel­lukseen Ilmatieteen laitok­selta. Energiayh­tei­sö­so­vel­luksen tiedon reaaliai­kaisuus tekee yhteisön toimin­nasta läpinä­ky­vämpää sekä lisää tietoi­suutta omasta kulutuk­sesta ja parhaim­millaan ohjaa energia­te­hok­kaampaa kulutukseen sekä energian­säästöön. Sovellus ohjaa myös kulut­tamaan energiaa energia­sää­en­nusteen mukaan, jolloin auringon tuotan­nosta saadaan enemmän irti. Lisäksi sovel­lukseen on mahdol­lista ladata sähkön hintaen­nuste, mikä on myös omiaan ohjaamaan kulutusta. 

Ensim­mäinen energiayh­tei­sö­so­vel­luksen versio toimii suurim­milta osin kuten on suunni­teltu, ja sovel­luksen sekä siihen liittyvien kompo­nenttien kustan­nukset ovat olleet hyvin maltil­lisia. Alhaiset kokonais­kus­tan­nukset lupaavat myös hyvää kokonai­suuden jatko­hyö­dyn­net­tä­vyyden, käyttöönoton sekä laajemman käytet­tä­vyyden näkökulmasta. 

Kuvakaappaus Energia-sovelluksesta, jossa näkyy mm. kuvaajat päivän sähkönkulutuksesta ja aurinkopaneelien tuotannosta
Kuva 2. Energiayh­tei­sö­so­vel­luksen käyttö­liit­tymän etusivu. Mm. energian kulutus ja tuotanto näkyy käyttä­jälle reaaliajassa. 

Kehitystyö sovel­luksen paran­ta­mi­seksi jatkuu – uusia pilot­ti­koh­teita kartoi­tetaan 

Sovel­lusta kehitetään aktii­vi­sesti mm. Pohjois-Karjalan Sähkön ja muiden toimi­joiden kanssa. Seuraavina kehity­sas­kelina on lisätä sovel­luksen käytet­tä­vyyttä, tieto­turvaa sekä parantaa visuaa­lista ilmettä. Jatko­ke­hi­ty­sas­kelina on myös ns. ”naapu­ri­hy­vi­tyksen” lisää­minen ja toden­ta­minen. Naapu­ri­hy­vi­tyk­sellä voisi tasata tuotantoa naapu­reiden kesken, mikäli yhden yhteisön jäsenen sähkön­ku­lutus on hyvin vähäistä esimer­kiksi pidemmän poissaolon takia. Tässä tapauk­sessa olisi kannat­tavaa jakaa kyseisen yhteisön jäsenen osuus omava­rai­sesti tuote­tusta sähköstä muille energiayh­teisön osakkaille. Myös energia­va­ras­tojen, kulutuk­se­noh­jauksen ja kulutus­jouston liittä­minen sovel­lukseen ainakin simulaation tasolla on mahdol­lista.  Energia­va­ras­toilla voitaisiin lisätä energiayh­tei­söjen omava­rai­suutta, hyödyntää halvempaa sähkö­energiaa sekä osallistua kulutus­joustoon. Kulutuk­se­noh­jauksen avulla voidaan ylimää­räistä tuotettu aurin­koe­nergiaa ohjata haluttuun kulutus­pis­teeseen, kuten esimer­kiksi vesiva­raajaan. Kulutus­joustoa voitaisiin taas hyödyntää vastuksien, energia­va­ras­tojen ja etäoh­jat­tavien sähkö­lait­teiden osalta. 

Jatko­ke­hi­ty­sas­ke­leena on myös ns. ”naapu­ri­hy­vi­tyksen” lisää­minen sovel­lukseen. Naapu­ri­hy­vi­tyk­sellä voisi tasata tuotantoa naapu­reiden kesken, mikäli yhden yhteisön jäsenen sähkön­ku­lutus on hyvin vähäistä esimer­kiksi pidemmän poissaolon takia.

Energiayh­tei­söjen hyvitys­las­kenta tulee valta­kun­nal­li­sesti käyttöön vuoden 2023 aikana, kun se toteu­tetaan osana valta­kun­nal­lista tiedon­vaih­to­jär­jes­telmää Datahubia. Aluksi hyvitys­las­kenta datahu­bissa perustuu histo­ria­tietoon, jota käytetään myöhemmin lasku­tuksen ja hyvitysten perustana. Kommu­ni­koiva energia -hankkeen energiayh­tei­sö­alusta eroaa datahu­bista siten, että tieto on saata­villa reaaliai­kai­sesti yhteisön käyttöön. Datahubin tapaan energiayh­tei­sö­so­vel­lukseen tallentuu myös historiatietoa. 

Hankeen edetessä tarkoi­tuksena on myös etsiä lisää pilot­ti­koh­teita sovel­luksen testaa­mi­seksi sekä käyttö­ko­ke­muksien saami­seksi laajemmin erilai­sista kohteista. Alustavaa kiinnos­tusta onkin herännyt eri toimi­joiden keskuu­dessa, ja olemme jo saaneet muutamia kyselyitä sovel­luksen hyödyn­tä­mi­sestä muissakin taloyhtiökohteissa. 


Kirjoit­tajat: 

Kim Blomqvist, projek­ti­asian­tuntija, Karelia-ammattikorkeakoulu 

Ville Kuittinen, projek­ti­asian­tuntija, Karelia-ammattikorkeakoulu 

Kaisa Varis, tieto­asian­tuntija, Karelia-ammattikorkeakoulu